Pasos para resolver un problema en lenguaje de programación
1. CURSO: LENGUAJE DE
PROGRAMACION PARA INGENIERÍA
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO
Facultad de Ingeniería Mecanica - Energia
Profesor: José Luis YUPANQUI PEREZ
Tema:
Metodología para la solución de
problemas
2. GENERALIDADES
DATO
Es la representación simbólica de un hecho, atributo o
característica de una entidad.
Ejm: nota de un alumno, nombre de un docente, color de un carro,
etc.
INFORMACION
Es un dato útil.
Ejm. El promedio final de un alumno para un curso, número
de aprobados en un examen, nombre de los primeros
alumnos de cada especialidad por cada ciclo.
La información se obtiene mediante el procesamiento de
los datos
3. Procesador
Entrada Salid
a
Algoritmo
DATOS INFORMACION
Es realizado por el procesador el cual ejecuta un conjunto de
pasos previamente definidos (algoritmo)
El procesamiento de datos puede ser:
Manual
Mecanizada (uso de calculadora, sumadora, etc)
Automatizado (uso del computador)
PROCESAMIENTO DE DATOS
Operaciones que transforman datos en información
5. ALGORITMO
Secuencia ordenada de pasos (acciones) para resolver un
problema.
Se expresa en lenguaje natural
PROGRAMA
Es el algoritmo escrito en un lenguaje de programación para ser
ejecutado por el computador.
Tipos de lenguajes de Programación:
Lenguaje de alto nivel: lenguaje similar al lenguaje natural.
Son fáciles de escribir. Es el mas usado por los programadores.
Ejm. C++, Pascal, Basic, Prolog, Java, etc
Lenguaje de bajo nivel: lenguaje mnemotécnico.
Ejm. ADD M, N, P
Lenguaje de máquina: lenguaje binario (0 y 1) entendible
directamente por el computador.
Ejm. 0110 1001 1010 1011
6. TIPOS DE PROGRAMAS (según el Lenguaje de Programación)
PROGRAMA FUENTE (PF)
Programa escrito en lenguaje de alto o bajo nivel.
PROGRAMA OBJETO (PO):
Programa escrito en lenguaje de máquina. Es el que ejecuta el computador.
TRADUCTORES DE LENGUAJE
Programas que traducen programas fuente a lenguaje de máquina.
Programa
Fuente
Compilado
r
Programa
Objeto
Program
a Fuente Intérprete
Ejecución del
Programa
Instrucción
en
leng.máq.
Ejecución de la
Instrucción
Tipos de Traductores: Compiladores e Intérpretes
instrucción
7. 7
7
“ La mayoría de los cursos para aprender a
programar, son escencialmente iguales a
los cursos de manejo, en los cuales
enseñan a conducir el auto, pero no la
manera de usarlo para llegar a nuestro
destino ”
Edsger W. Dijsktra
8. 8
8
METODOLOGIA PARA LA SOLUCION DE
PROBLEMAS POR MEDIO DE
COMPUTADORAS
Las etapas son :
1.
1. Definición del problema:
Definición del problema: describe en forma clara y
describe en forma clara y
precisa lo que se desea calcular. Se debe analizar los datos y
precisa lo que se desea calcular. Se debe analizar los datos y
formulas.
formulas.
2.
2. Solucion del Problema:
Solucion del Problema: describe la secuencia
describe la secuencia
ordenada de pasos -sin ambigüedades- que conducen a la
ordenada de pasos -sin ambigüedades- que conducen a la
solución de un problema dado.
solución de un problema dado.
Diseño del ALGORITMO
Diseño del ALGORITMO
3. Codificación:
3. Codificación: expresa el algoritmo como un programa
expresa el algoritmo como un programa
en un lenguaje de programación adecuado. (Dev C++
en un lenguaje de programación adecuado. (Dev C++ ).
).
4. Ejecución
4. Ejecución
9. FASES PARA LA CONSTRUCCION DE UN PROGRAMA
SOLUCION DEL
PROBLEMA
IMPLEMENTACION
EN LA
COMPUTADORA
Datos Programa
(Software)
Definicion del problema
Diseño del
algoritmo
Verificación
del algoritmo
Error de
lógica
OK
Codificación
del algoritmo
(programa)
Ejecución del
programa
Verificación del
programa
Programa
Error
sintaxis
OK
Algoritmo
10. 10
10
1. Definición del problema
Está dada en sí por el enunciado del problema, el
cual debe ser claro y preciso.
Es importante que conozcamos exactamente "que
se desea obtener al final del proceso" ; mientras
esto no se comprenda no puede pasarse a la
siguiente etapa
11. 11
11
2 Análisis de los datos
Para poder definir con precisión el problema se requiere que las
especificaciones de ENTRADA y SALIDA sean descritas con
detalle ya que esto es un requisito para lograr una solución
eficaz.
Una vez que el problema ha sido definido y comprendido, deben
analizarse los siguientes aspectos :
Los resultados esperados.
Los resultados esperados.
Los datos de entrada disponibles.
Los datos de entrada disponibles.
Herramientas a nuestro alcance para manipular los datos
Herramientas a nuestro alcance para manipular los datos
y alcanzar un resultado (fórmulas, tablas, accesorios
y alcanzar un resultado (fórmulas, tablas, accesorios
diversos).
diversos).
Una medida aconsejable para facilitar esta etapa consiste en
colocarnos en lugar de la computadora deduciendo los
elementos que necesitaremos para alcanzar el resultado.
13. Tipos de Datos (reconocidos por el computador):
DATOS
BASICOS COMPUESTO
S
Numéricos Caracter Lógico Estático Dinámic
o
-Arreglos
-Registros
-Archivos
-Listas
-
Arboles
-Grafos
-Enteros
-Reales
14. DATOS SIMPLES O DATOS BASICOS
DATOS NUMERICOS
Enteros y Reales
El rango y precisión de los datos numéricos depende del
lenguaje de programación que se utilice.
DATOS TIPO CARACTER
Conjunto de caracteres que el computador reconoce.
Se encuentran normalizados bajo el código ASCII o EBCDIC
Se tienen:
Caracteres alfabéticos: A - Z ; a - z
Caracteres numéricos: 0 - 9
Caracteres especiales: *, / , +, >, <, =, etc.
DATOS TIPO LOGICO
Conjunto formado por dos valores lógicos:
verdad, falso
15. Operaciones con los datos
OPERACIONES INTERVIENEN OPERADORES RESULTADO
ARITMETICAS Datos
Numéricos
Aritméticos
+, - , *, /,
resto, entero
Dato
Numérico
DE
COMPARACION
Datos del
mismo tipo
Relacionales
>, <, >=, <=, =
Dato
Lógico
LOGICAS Datos
lógicos
Lógicos
No, Y, O
Dato
lógico
16. IMPORTANTE:
En operaciones aritméticas:
Muchos lenguajes cuentan con operadores adicionales a los
conocidos como los operadores para datos enteros:
entero (a/b): división entera de a/b
resto (a/b): resto de la división entera de a/b
Ejm. 10+ resto(5/3) Resultado: 12
En operaciones de Comparación:
En la comparación de datos tipo carácter se tiene:
‘0’<‘1’<‘2’<..<’9’<‘A’<‘B’<…<‘Z’<‘a’<‘b’<..<‘z’
En datos tipo lógico:
falso < verdad
17. Expresión de los datos
Un dato puede venir expresado como: constantes, variables,
expresiones, funciones, etc.
CONSTANTE
Es un dato (de cualquier tipo) cuyo valor no cambia durante la
ejecución del algoritmo o programa.
Tipos de constantes:
Literal: es un valor expresado en forma explícita.
Ejm. 3.1416
Simbólica: viene expresado bajo un nombre que guarda
su valor
Ejm. Pi (Previamente se debe definir que Pi =
3.1416)
18. VARIABLE
Es un objeto (porción de memoria) que almacena un dato
Para definir una variable es necesario:
- Darle un Nombre
- Indicar el tipo de dato que va almacenar
OJO: El valor de una variable puede cambiar
durante la ejecución del algoritmo.
Tipos de variables:
Entero: Ejm. nota, edad, examen,
Real: Ejm. promedio, sueldo, talla
Carácter: Ejm. sección, sexo,
Lógica: Ejm. Fin, encontrado, vale
19. Operador de asignación
Se utiliza para almacenar un dato en una variable,
perdiéndose cualquier otro valor
previamente almacenado en ella.
Se representa con el símbolo
Ejem.
Nota 12.3
Nota Nota +2
12.3
Nota
Memoria RAM
14.3
20. EXPRESIONES
Es una combinación de operandos y operadores
Tipos:
Expresiones aritméticas
Operando: constantes, variables y expres. numér.
Operadores: aritméticos
Resultado: numérico
Ejm. (EP + 2*EF + PP)/4
Expresiones lógicas
Operando: constantes, variables y expres. lógicas
Operadores: lógicos y relacionales
Resultado: lógico
Ejm. (PP>6.1 y PF>6.1)
21. 21
21
EJEMPLO: Calcular el Area de un Rectángulo y su
Perimetro
Los datos de ENTRADA depende de la Formula.
Formula: Area-Rectangulo = Base x Altura
Perimetro = 2 (Base + Altura)
Entonces:
ENTRADA : Base y Altura
RESULTADO : IMPRIMIR Area-Rectangulo
Perimetro
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3 Diseño de la solución
Una computadora no tiene capacidad para solucionar problemas más
que cuando se le proporcionan los sucesivos pasos a realizar, esto se
refiere a la obtención de un algoritmo que resuelva adecuadamente el
problema. En caso de obtenerse varios algoritmos, seleccionar uno
de ellos utilizando criterios ya conocidos.
Esta etapa incluye la descripción del algoritmo resultante en un lenguaje
natural - Pseudocodigo ó diagrama de flujo.
Como puede verse, solo se establece la metodología para alcanzar la
solución en forma conceptual, es decir ; sin alcanzar la
implementación en la Computadora.
De acuerdo al ejemplo 2.1 tenemos que la información proporcionada
constituye su entrada y la información producida por el algoritmo
constituye su salida. Los problemas complejos se pueden resolver
más eficazmente por la computadora cuando se dividen en
subproblemas que sean más fácil de solucionar
23. 23
23
EJEMPLO: Calcular el Area de un Rectángulo y su
Perimetro
ANÁLISIS
Los datos de ENTRADA depende de la Formula.
Formula: Area-Rectangulo = Base x Altura
Perimetro = 2 (Base + Altura)
Entonces:
ENTRADA : Base y Altura
CALCULO : Area-Rectangulo = ( Base * Altura ) / 2
Primetro = 2 * ( Base + Altura )
RESULTADO : IMPRIMIR Area-Rectangulo
Perimetro
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4 Codificación
Se refiere a la obtención de un programa definitivo que pueda
ser comprensible para la máquina. Incluye una etapa que se
reconoce como compilación.
Si la codificación original se realizó en papel, previo a la
compilación deberá existir un paso conocido como
transcripción
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25
Programa Fuente
Esta escrito en un lenguaje de programación. (C++, Delphi,
Visual Basic, etc).
Es entendible por el programador.
Programa Ejecutable
Está en lenguaje máquina.
Entendible por la máquina.
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5 Prueba y depuración
Una vez que se ha obtenido el programa ejecutable, este es
sometido a prueba a fin de determinar si resuelve o no el
problema planteado en forma satisfactoria.
Las pruebas que se le aplican son de diversa índole y
generalmente dependen del tipo de problema que se está
resolviendo. Comúnmente se inicia la prueba de un programa
introduciendo datos válidos, inválidos e incongruentes y
observando como reacciona en cada ocasión.
El proceso de depuración consiste en localizar los errores y
corregirlos en caso de que estos existan. Si no existen
errores, puede entenderse la depuración como una etapa de
refinamiento en la que se ajustan detalles para optimizar el
desempeño del programa
29. ALGORITMO
Secuencia ordenada de pasos o acciones o instrucciones
que se debe ejecutar para realizar una tarea o para resolver
un problema.
Es expresado en lenguaje natural utilizando herramientas
estandarizadas.
Características de un algoritmo
Preciso: El algoritmo debe indicar el orden en que se debe
realizar cada paso.
Finito: El algoritmo tiene un número finito de pasos y debe
terminar en algún momento.
Bien definido: Si el algoritmo se prueba dos veces con los
mismos datos de entrada, se debe obtener el mismo
resultado.
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Resolución de un Problema
Resolución de un Problema
Start with problem
statement
Analyze problem &
develop algorithm
Write source code
Run & test program
Is there more
problem solving to
be done?
End
yes
no
Use program
Respuesta
= ‘2’
Problema
a Resolver
Ordenamiento
de las Ideas
Creación del
Algoritmo
Codificación
Compilación
Ejecución y obtención
de resultados
Análisis
Test
Correcciones
Fin
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31
Las actividades del aprendizaje se encadenan en
una mini-cascada con un alcance limitado por los
objetivos de la iteración al aprender.
Ciclo del proceso de aprendizaje en la
programacion es Iterativo e Incremental
Análisis
Diseño
Codific.
Pruebas e
Integración
n veces
32. INSTRUCCIONES
Son las acciones que van a ser ejecutadas por el computador
para resolver el problema.
TIPOS :
Instrucciones de Inicio/Fin :
Indica el Inicio y el Fin del algoritmo
Instrucciones de lectura:
Solicita al usuario el ingreso de datos desde un dispositivo de
entrada por ejemplo el teclado.
Instrucciones de escritura:
Muestra los resultados a través de un dispositivo de salida por
ejemplo la pantalla, impresora, etc.
33. Instrucciones de asignación:
Almacena un valor en una variable, perdiéndose cualquier
otro valor almacenado en ella.
Instrucciones selectivas:
Permiten ejecutar unas u otras tareas de acuerdo al resultado
de una expresión condicional
Instrucciones repetitivas:
Permiten la repetición de un grupo de instrucciones,
generando un bucle (lazo o loop).
34. EJEMPLO DE ALGORITMO
Se cuenta con las notas del EP, EF y PP de un alumno.
Se sabe que el promedio final (PF) se calcula con la fórmula:
PF=(EP+ PP+2EF)/4
Si el alumno cumple con la siguiente condición: PP>6.1 y
PF> 6.1 tiene opción a rendir un examen sustitutorio (ES)
Escriba un algoritmo reciba las notas del alumno y luego
muestre un mensaje indicando si el alumno puede rendir o no
puede rendir el ES.
En el caso que ya no pueda rendir el ES, debe mostrar
también el PF
35. Análisis
Datos de entrada: EP, EF, PP
Salida: mensaje y PF (si no puede rendir ES)
Algoritmo
Inicio del algoritmo
Ingresar las notas del alumno: EP, EF y PP
Calcular PF con la siguiente fórmula:
PF = (EP + 2EF + PP)/4
Si cumple la condición PP> 6.1 y PF>6.1entonces mostrar
el mensaje “Puede rendir el ES”
Si no cumple la condición entonces mostrar el mensaje “No
puede rendir ES” y mostrar PF
Fin del algoritmo.
36. HERRAMIENTAS PARA LA
REPRESENTACION DE ALGORITMOS
Para representar los algoritmos en forma estandarizada,
existen herramientas como:
Diagrama de flujo
Técnica tipo gráfico
Pseudocódigo
Lenguaje de especificación (palabras reservadas)
en lenguaje natural
Diagrama de Nassi-Scheneiderman
Es una combinación de las dos anteriores
37. DIAGRAMA DE FLUJO PSEUDOCODIGO
Símbolos Significado Palabras
reservadas
Inicio / Fin
Lectura / Escritura
Proceso
Selectiva
Proceso
repetitivo
Inicio / Fin
Dirección o flujo
Leer / Escribir
Si -
entonces
+ - * /
Mientras/
desde/Repetir
38. El algoritmo en Diagrama de Flujo
Inicio
Leer EP,EF, PP
PF=(EP+PP+2*EF)/4
PP>6.1 y PF>6.1
Escribir “Puede
rendir ES”
Escribir “No puede
rendir ES”
Fin
Escribir “La nota final
es: “ , PF
V
F
39. Escritura de un algoritmo en pseudocódigo
CABECERA
Contiene el nombre del algoritmo
(opcional)
Constantes
Nombre-constante = valor
Variables
Tipo-dato: nombre de variables
BLOQUE DE DECLARACIONES
Se utilizan para asignar espacios en la RAM
Se declaran: Constantes (opcional),
Variables (obligatorio),
Otros definidos por el usuario (opc.)
BLOQUE DE INSTRUCCIONES
• Inicio/Fin
• Lectura
Leer ( lista de variables)
• Escritura
Escribir ( resultado)
• Asignación
nombre de la variable valor ó expresión
•Comentarios (no se ejecutan)
Sirven para escribir información interna
para facilitar el mantenimiento del
algoritmo.
Formato: // comentario
aAlgoritmo nombre del algoritmo
Inicio
instrucciones
Fin
40. El algoritmo en Pseudocódigo
Algoritmo PROMEDIO
Variables
entero: EP, EF
real: PP, PF
Inicio
Leer (EP, EF, PP)
PF = (EP+PP+2*EF)/4 // Calcula PF
Si (PP>6.1 y PF>6.1)
Escribir ( “Puede rendir el ES”)
sino
Escribir (“No puede rendir el ES”)
Escribir (“La nota final es: “, PF)
Fin-si
Fin
Cabecera del
algoritmo
Bloque de
declaraciones
Bloque de
Instruccione
s
41. FUNCIONES
Son programas predefinidas que:
- Tienen un nombre con el cual se les invoca y
- Aceptan datos y devuelven un resultado.
Generalmente los lenguajes de programación poseen
funciones matemáticas, de cadenas y otros.
Ejm. En C++
Abs(X):devuelve el valor absoluto del número entero X
Sqrt(X):devuelve la raiz cuadrada del número X (X>=0)
Identificadores
Son los nombres que se le dan a las constantes simbólicas,
variables, funciones y otros.
Constan de una cadena de caracteres que debe empezar con
una letra.
Deben ser significativos sugiriendo lo que representa.
